高考物理相互作用专题训练答案含解析(1)
高中物理相互作用题20套(带答案)及解析
高中物理相互作用题20套(带答案)及解析一、高中物理精讲专题测试相互作用1．如图所示，两足够长平行光滑的金属导轨MN、PQ相距为L，导轨平面与水平面夹角θ=30°，导轨电阻不计．磁感应强度为B=2T的匀强磁场垂直导轨平面向上，长为L=0.5m的金属棒ab垂直于MN、PQ放置在导轨上，且始终与导轨电接触良好，金属棒ab的质量m=1kg、电阻r=1Ω．两金属导轨的上端连接右端电路，灯泡电阻R L=4Ω，定值电阻R1=2Ω，电阻箱电阻R2=12Ω，重力加速度为g=10m/s2，现闭合开关，将金属棒由静止释放，下滑距离为s0=50m时速度恰达到最大，试求：（1）金属棒下滑的最大速度v m；（2）金属棒由静止开始下滑2s0的过程中整个电路产生的电热Q．【答案】（1）30m/s（2）50J【解析】解：（1）由题意知，金属棒匀速下滑时速度最大，设最大速度为v m，则有：mgsinθ=F安又 F安=BIL，即得mgsinθ=BIL…①ab棒产生的感应电动势为 E=BLv m…②通过ab的感应电流为 I=…③回路的总电阻为 R=r+R1+…④联解代入数据得：v m=30m/s…⑤（2）由能量守恒定律有：mg•2s0sinθ=Q+…⑥联解代入数据得：Q=50J…⑦答：（1）金属棒下滑的最大速度v m是30m/s．（2）金属棒由静止开始下滑2s0的过程中整个电路产生的电热Q是50J．【点评】本题对综合应用电路知识、电磁感应知识和数学知识的能力要求较高，但是常规题，要得全分．2．如图所示，倾角为θ＝45°的粗糙平直导轨与半径为R的光滑圆环轨道相切，切点为B，整个轨道处在竖直平面内．一质量为m的小滑块从导轨上离地面高为h＝3R的D处无初速下滑进入圆环轨道．接着小滑块从圆环最高点C水平飞出，恰好击中导轨上与圆心O 等高的P点，不计空气阻力．求：（1）滑块运动到圆环最高点C时的速度的大小（2）滑块运动到圆环最低点时对圆环轨道压力的大小（3）滑块与斜轨之间的动摩擦因数．【答案】（1）0v Rg（2）6mg （3）0.18【解析】 试题分析：对滑块进行运动过程分析，要求滑块运动到圆环最低点时对圆环轨道压力的大小，我们要知道滑块运动到圆环最低点时的速度大小，小滑块从圆环最高点C 水平飞出，恰好击中导轨上与圆心O 等高的P 点，运用平抛运动规律结合几何关系求出最低点时速度．在对最低点运用牛顿第二定律求解．从D 到最低点过程中，再次运用动能定理求解μ．解：（1）小滑块从C 点飞出来做平抛运动，水平速度为v 0．R=gt 2R=v 0t解得：v 0=（2）小滑块在最低点时速度为V 由机械能守恒定律得mv 2=mg•2R+mv 02v= 根据牛顿第二定律：F N ﹣mg=mF N =6mg根据牛顿第三定律得：F N ′=6mg（3）DB 之间长度L=（2+1）R从D 到最低点过程中，由动能定理：mgh ﹣μmgcosθL=mv 2μ==0.18答：（1）滑块运动到圆环最高点C 时的速度的大小为；（2）滑块运动到圆环最低点时对圆环轨道压力的大小为6mg ；（3）滑块与斜轨之间的动摩擦因数为0.18．3．(14分)如图所示，木板与水平地面间的夹角θ可以随意改变，当θ=30°时，可视为质点的一小木块恰好能沿着木板匀速下滑。
最新高考物理相互作用及其解题技巧及练习题(含答案)
最新高考物理相互作用及其解题技巧及练习题(含答案)一、高中物理精讲专题测试相互作用1．如图所示，质量M =2kg 的物块A 放在水平地面上，滑轮固定在天花板上，细绳跨过滑轮，一端与物块A 连接，另一端悬挂质量m =1kg 的物块B ，细绳竖直，A 、B 处于静止状态。
现对物体A 施加向左的水平外力F ，使A 沿水平面向左缓慢移动。
物块A 刚开始移动时水平外力F 1＝3N ，不计绳与滑轮间的摩擦，重力加速度g 取10 m/s 2，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，求：(1)物块A 与水平地面间的动摩擦因数μ；(2)当连接物块A 的细绳与竖直方向的夹角β=37°时，水平外力F 2的大小。
(已知sin37°=0.6，cos37°=0.8) 【答案】（1）0.3（2）9.6N 【解析】 【分析】(1)活结绳竖直时张力相等，由平衡知识求解.(2)抓住两物体的联系点：倾斜的活结绳上的张力依然相等，由受力分析求外力. 【详解】(1)设物块A 刚开始移动时，绳子的拉力为T ，地面对A 的支持力为1N ，由平衡条件得,对B ：T mg = 对A ：1Mg N T =+111F f N μ==代入数据得0.3 μ=(2)设当细线与竖直方向夹角为37°时，地面对A 的支持力为2N由平衡条件得：22sin F N T μβ=+2cos N T Mg β+= 代入数据，得29.6?F N = 【点睛】绳连接体的关键是掌握活结绳上的五同规律：沿绳张力相同，沿绳加速度相同，沿绳瞬时速度相等，沿绳的拉力功率相等；沿绳的拉力做功相等.2．如图所示,质量均为M 的A 、B 两滑块放在粗糙水平面上,滑块与粗糙水平面间的动摩擦因数为μ，两轻杆等长,且杆长为L,杆与滑块、杆与杆间均用光滑铰链连接,杆与水平面间的夹角为θ，在两杆铰合处悬挂一质量为m 的重物C,整个装置处于静止状态。
重力加速度为g ，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，试求:(1)地面对物体A 的静摩擦力大小；(2)无论物块C 的质量多大,都不能使物块A 或B 沿地面滑动,则μ至少要多大? 【答案】（1）2tan mgθ （2）1tan θ【解析】 【分析】先将C 的重力按照作用效果分解，根据平行四边形定则求解轻杆受力；再隔离物体A 受力分析，根据平衡条件并结合正交分解法列式求解滑块与地面间的摩擦力和弹力．要使得A 不会滑动，则满足m f f ≤，根据数学知识讨论。
高考物理相互作用解题技巧分析及练习题(含答案)含解析.docx
高考物理相互作用解题技巧分析及练习题( 含答案 ) 含解析一、高中物理精讲专题测试相互作用1． 一轻弹簧的一端固定在倾角为 θ的固定光滑斜面的底部，另一端和质量为 m 的小物块3 a 相连，如图所示．质量为m 的小物块 b 紧靠 a 静止在斜面上，此时弹簧的压缩量为5x 0，从 t=0 时开始，对 b 施加沿斜面向上的外力，使 b 始终做匀加速直线运动．经过一段 时间后，物块 a 、b 分离；再经过同样长的时间， b 距其出发点的距离恰好也为x 0．弹簧的形变始终在弹性限度内，重力加速度大小为g ．求 ：(1) 弹簧的劲度系数； (2) 物块 b 加速度的大小；(3) 在物块 a 、 b 分离前，外力大小随时间变化的关系式．8mg sin22（ 2） g sin（ 3） F8 mg sin4mg sin【答案】 （1）5x 052525x 0【解析】 【详解】（1）对整体分析，根据平衡条件可知，沿斜面方向上重力的分力与弹簧弹力平衡，则有：3kx 0=（ m+m ） gsin θ58mgsin解得： k=5x 0（2）由题意可知， b 经两段相等的时间位移为 x 0；x 1 1 由匀变速直线运动相邻相等时间内位移关系的规律可知：x 04说明当形变量为x 1x 0x 03x 0 时二者分离；4 4对 m 分析，因分离时 ab 间没有弹力，则根据牛顿第二定律可知：kx 1 -mgsin θ =ma联立解得： a=1gsin5（3）设时间为 t ，则经时间 t 时， ab 前进的位移 x=1 at 2= gsin t 22 10则形变量变为： △x=x 0-x对整体分析可知，由牛顿第二定律有：F+k △x-（ m+ 3m ） gsin θ=（m+ 3 m ） a5 5解得： F= 84mg2 sin2t 2 mgsin θ+25x025因分离时位移 x= x0由 x=x0 =1at2解得：t5x0 4422gsin故应保证 0≤t＜5x0， F表达式才能成立．2gsin点睛：本题考查牛顿第二定律的基本应用，解题时一定要注意明确整体法与隔离法的正确应用，同时注意分析运动过程，明确运动学公式的选择和应用是解题的关键．2．如图所示， B、 C 两小球的重力均为 G，用细线悬挂于 A、 D 两点，系统处于静止状态．求：（1） AB 和 CD 两根细线的拉力各为多大？（2）细线 BC与竖直方向的夹角是多大？【答案】（ 1）F13G 、F2G （2）60 0【解析】【分析】【详解】（1）对 B、 C 整体研究，如图所示：由图可得AB 线的拉力为：，CD线的拉力为：（2）对 C球研究，如图所示：，可得：，．【考点定位】考查了共点力平衡条件的应用【点睛】在处理共点力平衡问题时，关键是对物体进行受力分析，然后根据正交分解法将各个力分解成两个方向上的力，然后列式求解，如果物体受到三力处于平衡状态，则可根据矢量三角形法，将三个力移动到一个三角形中，然后根据角度列式求解，3．如图所示，一质量为m 的金属球，固定在一轻质细绳下端，能绕悬挂点O 在竖直平面内转动．整个装置能自动随着风的转向而转动，使风总沿水平方向吹向小球．无风时细绳自然下垂，有风时细绳将偏离竖直方向一定角度，求：（1）当细绳偏离竖直方向的角度为小．（设重力加速度为g）（2）若风向不变，随着风力的增大态，说明理由．θ，且小球静止时，风力 F 及细绳对小球拉力T 的大θ将增大，判断θ能否增大到90 °且小球处于静止状mg【答案】（1）T，F=mgtanθ （2）不可能达到90°且小球处于静止状态cos【解析】【分析】【详解】（1）对小球受力分析如图所示（正交分解也可以）应用三角函数关系可得：F=mgtanθ（2）假设θ=90，°对小球受力分析后发现合力不能为零，小球也就无法处于静止状态，故θ角不可能达到 90°且小球处于静止状态．4．如图所示，表面光滑的长方体平台固定于水平地面上，以平台外侧的一边为x 轴，在平台表面建有平面直角坐标系xoy，其坐标原点O 与平台右侧距离为d=1.2m 。
2022高中物理复习试题第2章相互作用测试(1)
m A. 5 第二章相互作用测试一、选择题(40 分) 1．(单项选择)一木块放在水平桌面上，在水平方向共受到三个力即F 1、F 2和摩擦力的作用， 木块处于静止状态，如右图所示，其中F 1＝10N ，F 2＝2N ．假设撤去F 1，那么木块受到的摩擦力为( )A ．10N ，方向向左B ．6N ，方向向右C ．2N ，方向向右D ．0解析 当物体受 F 1、F 2及摩擦力的作用而处于平衡状态时，由平衡条件，可知物体所受的摩擦力的大小为 8N ，可知最大静摩擦力 Ff max ≥8N ．当撒去力 F 1后，F 2＝2 N<Ff max ， 物体仍处于静止状态，由平衡条件，可知物体所受的静摩擦力大小和方向发生突变，且与作用在物体上的 F 2等大反向．C 项正确．答案 C2．(多项选择)两个共点力F 1、F 2大小不同，它们的合力大小为F ，那么( )A ．F 1、F 2同时增大一倍，F 也增大一倍B ．F 1、F 2同时增加 10 N ，F 也增加 10 NC ．F 1增加 10 N ，F 2减少 10 N ，F 一定不变D ．假设 F 1、F 2中的一个增大，F 不一定增大解析 F 1、F 2同时增大一倍，F 也增大一倍，选项 A 正确；F 1、F 2同时增加 10N ，F 不一定增加 10N ，选项 B 错误；F 1增加 10N ，F 2减少 10N ，F 可能变化，选项 C 错误； 假设 F 1、F 2中的一个增大，F 不一定增大，选项 D 正确．答案 AD3．(单项选择)如下列图，墙上有两个钉子 a 和 b ，它们的连线与水平方向的夹角为 45°，两者的高度差为 l .一条不可伸长的轻质细绳一端固定于 a 点，另一端跨过光滑钉子 b 悬挂一质量为 m 1 的重物．在绳子距 a l 端2的 c 点有一固定绳圈．假设绳圈上悬挂质量为 m 2的钩码，平衡后绳的 ac m 1 段正好水平，那么重物和钩码的质量比 为( ) 2 B ．232解析 物理关系mg sin α＝mg ，几何关系sin αl 2 m 1＝1 2 项．答案 C5，所以m 2 2 ，选4．(单项选择)(2022·青岛模拟)如右图所示，斜面固定在地面上，倾角为 37°(sin37° ＝0.6， cos37°＝0.8)，质量为 1 kg 的滑块以一定的初速度沿斜面向下滑，斜面足够长，滑块与斜面间的动摩擦因数μ＝0.8.该滑块所受摩擦力F f 随时间变化的图象是以下列图中的(取初速度方向为正方向，g ＝10 m/s 2)( )解析 由于重力的下滑分力小于滑动摩擦力，即mg sin37°<μmg cos37°，滑块沿斜面做减速运动，并且斜面足够长，滑块最终一定停在斜面上．下滑阶段滑动摩擦力f 1＝μmg cos37° ＝6.4 N ，方向沿斜面向上；静止在斜面上后，静摩擦力 f 2＝mg sin37°＝6 N ，方向沿斜面向上．由于取初速度方向为正方向，故 A 项正确，B 、C 、D 选项错误．答案 A5．(多项选择)(2022·菏泽模拟)如右图所示，两个轻质小环A 、B 套在光滑固定的水平杆上， 两环间距为a ，用原长为l 的轻质橡皮条分别连接两环(a <l <2a )，在橡皮条中间加一竖直向上的力F ，在两环上分别施加大小相等的作用力，使橡皮条拉成一个与杆围成边长为a 的正三角形保持平衡，那么关于施加在两环上的作用力，以下说法中正确的选项是()A ．假设沿橡皮条方向，大小应为3FB F ．假设沿垂直橡皮条方向，大小应为3C D ＝ ＝ D. 2；假设施加在两环上的作用力 ＝ 3 解析 设环受到橡皮条的拉力为T ，F 的作用点受力分析如图甲所示，由力平衡条件可得，2T cos30°＝F ，即 T ＝3FF ′沿橡皮条方向，那么环受二力平衡，有F ′＝T 3F ，选项A 项正确；假设沿垂直橡皮条方向，那么左环受力分析如图乙所示，有F ′＝T tan30° F B 正确；假设沿杆方向，那么左环受力分析如图丙，有 F ′＝T cos60°＝3，选项＝3F ，选项 C 错，D 项对． 答案 ABD6．(多项选择)(2022·潍坊市月考)物体B 靠在水平天花板上，在竖直向上的力F 作用下，A 、B 保持静止，A 与 B 间的动摩擦因数为 μ1，B 与天花板间的动摩擦因数为 μ2，那么关于 μ1、μ2 的值以下判断可能正确的选项是( ) A ．μ1＝0，μ2≠0B ．μ1≠0，μ2＝0C ．μ1＝0，μ2＝0D ．μ1≠0，μ2≠0解析 以 A 、B 整体为研究对象，可知天花板与 B 间无摩擦，所以不能判断天花板和 B 物体之间是否光滑；以 A 为研究对象，A 受力情况如下列图，由平衡条件可判断 A 一定受到 B 对它的摩擦力作用，所以 A 、B 之间一定不光滑．答案 BD7．(单项选择)一轻杆 AB ，A 端用铰链固定于墙上，B 端用细线挂于墙上的 C 点，并在B 端挂一重物，细线较长使轻杆位置如图甲所示时，杆所受的压力大小为 F N1，细线较短使轻杆位置如图乙所示时，杆所受的压力大小为 F N2，那么有( )A．F N1>F N2B．F N1<F N2C．F N1＝F N2D．无法比较解析轻杆一端被铰链固定在墙上，杆上的弹力方向沿杆的方向．由牛顿第三定律，可知杆所受的压力与杆对B点细线的支持力大小相等，方向相反．对两种情况下细线与杆接触点B F N1 mgF N2mg受力分析，如图甲、乙所示，由图中几何关系，可得AB ＝AC，AB ＝AC，故F N1＝F N2，选项C 正确．答案 C8．(单项选择)某物体在n个共点力的作用下处于静止状态，假设把其中一个力F1的方向沿顺时针方向转过90°，而保持其大小不变，其余力保持不变，那么此时物体所受的合力大小为( )B. 2F1A．F1C．2F1D．0解析物体受n个力处于静止状态，那么其中(n－1)个力的合力一定与剩余的那个力等大反向，故除F1以外的其他各力的合力大小等于F1，且与F1方向相反，故当F1转过90°后，物体受到的合力大小应为2F1，选项B项正确．答案 B9．(多项选择)如下列图，不计质量的光滑小滑轮用细绳悬挂于墙上的O点，跨过滑轮的细绳连接物块A、B，A、B都处于静止状态，现将物块B移至C点后，A、B仍保持静止，以下说法中正确的选项是( )A．B与水平面间的摩擦力增大B．绳子对B的拉力增大C．悬于墙上的绳所受拉力不变D．A、B 静止时，图中α、β、θ三角始终相等解析因为将物块B移至C点后，A、B仍保持静止，所以绳中的拉力大小始终等于A 的重力，通过定滑轮，绳子对B的拉力大小也等于A的重力，而B移至C点后，右侧绳子与水平方向的夹角减小，对B进行受力分析可知，B受到水平面的静摩擦力增大，所以选项A 正确，选项B 错误；对滑轮受力分析可知，悬于墙上的绳所受拉力等于两边绳的合力，由于两边绳子的夹角变大，两边绳的合力将减小，选项C 错误；由几何关系可知α、β、θ三角始终相等，选项D 正确．答案AD10.(多项选择)如下列图，一辆质量为M 的汽车沿水平面向右运动，通过定滑轮将质量为m 的重物A 缓慢吊起．在吊起重物的过程中，关于绳子的拉力F T、汽车对地面的压力F N 和汽车受到的摩擦力F f随细绳与水平方向的夹角θ变化的图象中正确的选项是( )解析因为绳子跨过定滑轮，故绳子张力等于重物A 的重力，A 项正确；由牛顿第三定律可知，汽车对地面的压力大小等于地面对汽车的支持力，故以汽车为研究对象，受力分析得F N＝Mg－F T sinθ，取θ＝0 时，F N＝Mg，B 项错误；因为缓慢吊起重物，汽车可视为处于平衡状态，故有F f＝F T cosθ，应选项C 对，D 项错．答案AC二、实验题(20 分)11．以下是一位同学做“探究形变与弹力的关系〞的实验．(1)以下的实验步骤是这位同学准备完成的，请你帮这位同学按操作的先后顺序，用字母排列出来是．A．以弹簧伸长量为横坐标，以弹力为纵坐标，描出各组数据(x，F)对应的点，并用平滑的曲线连接起来B．记下弹簧不挂钩码时其下端在刻度尺上的刻度L0C ．将铁架台固定于桌子上(也可在横梁的另一侧挂上一定的配重)，并将弹簧的一端系于横梁上，在弹簧附近竖直固定一刻度尺D ．依次在弹簧下端挂上 2 个、3 个、4 个、…钩码，并分别记下钩码静止时，弹簧下端所对应的刻度并记录在表格内，然后取下钩码E ．以弹簧伸长量为自变量，写出弹力与伸长量的关系式，首先尝试写成一次函数，如果不行那么考虑二次函数F ．解释函数表达式中常数的物理意义 (2)这位同学探究弹力大小与弹簧伸长量之间的关系所测的几组数据在如图中坐标上已 描出：①在图中的坐标上作出 F •x 图线．②写出曲线的函数表达式(x 用cm 作单位)：.解析 (1)此题考查探究弹簧弹力与形变关系的实验，意在考查学生对实验步骤的识记、实验数据的处理方法、分析归纳能力．根据实验先后顺序可知，实验步骤排列为CBDAEF. (2)②由图象可得k F 0.43N/cm ，所以F ＝0.43x (N)． ＝x ＝答案 (1)CBDAEF (2)①如下列图②F ＝0.43x (N)12．某同学在做“互成角度的两个力的合成〞实验时，利用坐标纸记下了橡皮筋的结点位置 O 点以及两只弹簧测力计拉力的大小，如图(a)所示．(1)试在图(a)中作出无实验误差情况下 F 1和 F 2的合力图示，并用 F 表示此力．(2)有关此实验，以下表达正确的选项是．A．两弹簧测力计的拉力可以同时比橡皮筋的拉力大B．橡皮筋的拉力是合力，两弹簧测力计的拉力是分力C．两次拉橡皮筋时，需将橡皮筋结点拉到同一位置O，这样做的目的是保证两次弹簧测力计拉力的效果相同D．假设只增大某一只弹簧测力计的拉力大小而要保证橡皮筋结点位置不变，只需调整另一只弹簧测力计拉力的大小即可(3)图(b)所示是甲和乙两位同学在做以上实验时得到的结果，其中哪一个比较符合实验事实(力F′是用一只弹簧测力计拉时的图示)．答：(4)在以上比较符合实验事实的一位同学中，造成误差的主要原因是：(至少写出两种情况)答：解析(1)以F1、F2为邻边作平行四边形，其对角线OF 即为所求的合力(如下列图)．(2)两只弹簧测力计的拉力与橡皮筋的拉力的合力为零，它们之间不是合力与分力的关系，B 项错误；结点位置不变，合力不变，当一只弹簧测力计的拉力大小改变时，另一只弹簧测力计的拉力的大小和方向必须都改变，故D 项错误；正确的选项只有A、C.(3)用平行四边形定那么求出的合力可以与橡皮筋拉力的方向有偏差，但用一只弹簧测力计拉结点的拉力与橡皮筋拉力一定在同一直线上，故甲同学实验得到的结果符合实验事实．(4)①F1的方向比真实方向偏左；②F2的大小比真实值偏小且方向比真实方向偏左；③作图时两虚线没有分别与F1线和F2线平行．(任选其二)答案(1)见解析图(2)AC (2)甲同学实验得到的结果(4)见解析三、计算题(40 分) 13.如下列图，倾角θ＝37°，质量M＝5 kg 的粗糙斜面位于水平地面上，质量m＝2 kg的木块置于斜面顶端，从静止开始匀加速下滑，经t＝2 s 到达底端，运动路程L＝4 m，在此过程中斜面保持静止(sin37°＝0.6，cos37°＝0.8，g 取10 m/s2)．求：(1)地面对斜面的摩擦力大小与方向；(2)地面对斜面的支持力大小．解析 (1)木块做匀加速运动，有L12 ＝2at所以a 2L 2×42 2＝t 2 ＝22 m/s ＝2m/s 木块受力如图甲所示，由牛顿第二定律，得mg sin37°－F f 1＝ma F f 1＝mg sin37°－ma ＝2×10×0.6 N －2×2 N ＝8 N F N1＝mg cos37°＝2×10×0.8 N ＝16 N斜面受力如图乙所示，由共点力平衡，地面对斜面摩擦力F f 2＝F N1′sin37°－F f 1′cos37°＝16×0.6 N －8×0.8 N ＝3.2 N方向水平向左． (2)地面对斜面的支持力F N2＝Mg ＋F N1′cos37°＋F f 1′sin37°＝5×10 N ＋16×0.8 N ＋8×0.6 N ＝67.6 N答案 (1)3.2N 水平向左(2)67.6 N14．如下列图，质量为 m 的小球置于倾角为 30°的光滑斜面上，劲度系数为 k 的轻弹簧一端系在小球上，另一端固定在墙上的 P 点，小球静止时，弹簧与竖直方向的夹角为 30°， 那么弹簧的伸长量为多少解析 以小球为研究对象受力分析可知，小球静止，因此有F cos30°＝mg sin30°，可得 弹簧弹力FF ＝kx ，因此弹簧的伸长量x3mg 3k答案 15．(2022·徐州月考)如下列图，半径为 R 的半球支撑面顶部有一小孔．质量分别为 m 1 和 m 2的两只小球(视为质点)，通过一根穿过半球顶部小孔的细线相连，不计所有摩擦．请你分析：(1)m 2小球静止在球面上时，其平衡位置与半球面的球心连线跟水平方向的夹角为 θ， 那么 m 1、m 2、θ 和 R 之间应满足什么关系(2)假设 m 2小球静止于 θ＝45°处，现将其沿半球面稍稍向下移动一些，那么释放后 m 2能否回到原来位置解析 (1)根据平衡条件，有m 2g cos θ＝m 1g 所以m ＝m cos θ(或cos θ m 1)，与R 无关．1 2 ＝m 2(2)因 m 2所受的合力为 m 2g cos θ′－m 1g ＝m 2g (cos θ′－cos45°)>0( 因为 θ′<45°) ，所以 m 2将向下运动，m 2不能回到原来位置．答案 (1)m 1＝m 2cos θ，与R 无关(2)不能 m 2向下运动16．(2022·高考题改编)在机械设计中常用到下面的力学原理，如下列图，只要使连杆 AB 与滑块 m 所在平面间的夹角 θ 大于某个值，那么，无论连杆 AB 对滑块施加多大的作用力，都不可能使之滑动，且连杆 AB 对滑块施加的作用力越大，滑块就越稳定，工程力学上称这为“自锁〞现象(设滑块与所在平面间的动摩擦因数为 μ)，μ 满足什么条件才能使滑块满足“自锁〞现象解析 滑块m 的受力如下列图，建立直角坐标系，将力F 正交分解，由物体平衡条件， 可知竖直方向：F N＝mg＋F sinθ水平方向：F cosθ＝F f≤μF N由以上两式，解得F cosθ≤μmg＋μF sinθ因为力F 很大，所以上式可以写成：F cosθ≤μF sinθ故应满足的条件为μ≥cotθ答案μ≥cotθ。
【物理】物理高考物理相互作用练习题含解析
【物理】物理高考物理相互作用练习题含解析一、高中物理精讲专题测试相互作用1．如图所示，表面光滑的长方体平台固定于水平地面上，以平台外侧的一边为x 轴，在平台表面建有平面直角坐标系xoy ，其坐标原点O 与平台右侧距离为d=1.2m 。
平台足够宽，高为h=0.8m ，长为L=3.3m 。
一个质量m 1=0.2kg 的小球以v0=3m/s 的速度沿x 轴运动，到达O 点时，给小球施加一个沿y 轴正方向的水平力F 1，且F 1=5y （N ）。
经一段时间，小球到达平台上坐标为（1.2m ，0.8m ）的P 点时，撤去外力F1。
在小球到达P 点的同时，平台与地面相交处最内侧的M 点，一个质量m2=0.2kg 的滑块以速度v 在水平地面上开始做匀速直线运动，滑块与地面间的动摩擦因数μ=0.5，由于摩擦力的作用，要保证滑块做匀速运动需要给滑块一个外力F2，最终小球落在N 点时恰好与滑块相遇，小球、滑块均视为质点， 210/g m s =， sin370.6cos370.8︒=︒=，。
求：（1）小球到达P 点时的速度大小和方向； （2）M 、N 两点间的距离s 和滑块速度v 的大小； （3）外力F 2最小值的大小（结果可用根式表示）【答案】（1）5m/s 方向与x 轴正方向成53°（2）1.5m ；3.75m/s （325N 【解析】（1）小球在平台上做曲线运动，可分解为沿x 轴方向的匀速直线运动和沿y 轴方向的变加速运动，设小球在P 点受到p v 与x 轴夹角为α 从O 点到P 点，变力1F 做功50.80.8 1.62p y J J ⨯=⨯= 根据动能定理有221101122P W m v m v =-，解得5/p v m s = 根据速度的合成与分解有0cos p v v α=，得53α=︒，小球到达P 点时速度与x 轴正方向成53︒（2）小球离开P 点后做平抛运动，根据平抛运动规律有212h gt =，解得t=0.4s 小球位移在水平面内投影2p l v t m ==设P 点在地面的投影为P '，则 2.5P P M L y m ='=-由几何关系可得2222cos s P M l l P M θ=+-⋅⋅''，解得s=1.5m滑块要与小球相遇，必须沿MN 连线运动，由s vt =，得 3.75/v m s = （3）设外力2F 的方向与滑块运动方向（水平方向）的夹角为β，根据平衡条件 水平方向有： 2cos F f β=，其中f N μ=，竖直方向有22sin N F m g β+= 联立解得22cos sin m gF μβμβ=+由数学知识可得()2221sin F μβθ=++，其最小值22min 2251F N μ==+。
高考物理相互作用常见题型及答题技巧及练习题(含答案)
高考物理相互作用常见题型及答题技巧及练习题(含答案)一、高中物理精讲专题测试相互作用1．如图所示，置于水平面上的木箱的质量为m=3.8kg ，它与水平面间的动摩擦因数μ=0.25，在与水平方向成37°角的拉力F 的恒力作用下从A 点向B 点做速度V 1=2.0m ／s 匀速直线运动．（cos37°=0.8，sin37°=0.6，g 取10N/kg ） （1）求水平力F 的大小；（2）当木箱运动到B 点时，撤去力F ，木箱在水平面做匀减速直线运动，加速度大小为2.5m/s 2，到达斜面底端C 时速度大小为v 2=1m/s ，求木箱从B 到C 的位移x 和时间t ； （3）木箱到达斜面底端后冲上斜面，斜面质量M=5.32kg ，斜面的倾角为37°．木箱与斜面的动摩擦因数μ=0.25，要使斜面在地面上保持静止．求斜面与地面的摩擦因数至少多大．、【答案】（1）10N （2）0.4s 0.6m （3）13（答0.33也得分） 【解析】（1）由平衡知识：对木箱水平方向cos F f θ=，竖直方向：sin N F F mg θ+= 且N f F μ=， 解得F=10N（2）由22212v v ax -=，解得木箱从B 到C 的位移x=0.6m ，21120.12.5v v t s s a --===- （3）木箱沿斜面上滑的加速度21sin 37cos378/mg mg a m s mμ︒+︒==对木箱和斜面的整体，水平方向11cos37f ma =︒竖直方向：()1sin37N M m g F ma +-=︒，其中11N f F μ=，解得113μ=点睛：本题是力平衡问题，关键是灵活选择研究对象进行受力分析，根据平衡条件列式求解．求解平衡问题关键在于对物体正确的受力分析，不能多力，也不能少力，对于三力平衡，如果是特殊角度，一般采用力的合成、分解法，对于非特殊角，可采用相似三角形法求解，对于多力平衡，一般采用正交分解法．2．如图所示，在匀强磁场中有一倾斜的平行金属导轨，导轨间距为L=0．2m ，长为2d ，d=0．5m，上半段d导轨光滑，下半段d导轨的动摩擦因素为36μ=，导轨平面与水平面的夹角为θ=30°．匀强磁场的磁感应强度大小为B=5T，方向与导轨平面垂直．质量为m=0．2kg的导体棒从导轨的顶端由静止释放，在粗糙的下半段一直做匀速运动，导体棒始终与导轨垂直，接在两导轨间的电阻为R=3Ω，导体棒的电阻为r=1Ω，其他部分的电阻均不计，重力加速度取g=10m/s2，求：（1）导体棒到达轨道底端时的速度大小；（2）导体棒进入粗糙轨道前，通过电阻R上的电量q；（3）整个运动过程中，电阻R产生的焦耳热Q．【答案】（1）2m/s（2）0．125C（3）0．2625J【解析】试题分析：（1）导体棒在粗糙轨道上受力平衡：mgsin θ="μmgcos" θ+BILE=BLv解得：v=2m/s（2）进入粗糙导轨前：解得：q=0．125C（3）由动能定理得：考点：法拉第电磁感应定律；物体的平衡；动能定理【名师点睛】本题实质是力学的共点力平衡与电磁感应的综合，都要求正确分析受力情况，运用平衡条件列方程，关键要正确推导出安培力与速度的关系式，分析出能量是怎样转化的．3．明理同学平时注意锻炼身体，力量较大，最多能提起m=50kg的物体．一重物放置在倾角θ=15°的粗糙斜坡上，重物与斜坡间的摩擦因数为试求该同学向上拉动的重物质量M的最大值？【答案】【解析】【详解】由题意可知，该同学的最大拉力：F=mg设该同学与斜面方向的夹角是β的时候拉动的物体的最大质量是M，对物体受力分析知：垂直于斜面的方向：F N+Fsinβ=Mgcosθ沿斜面的方向：Fcosβ=f+Mgsinθ若恰好拉动物体，则有：f=μF N联立解得：令μ=tanα，代入上式可得：要使该同学向上拉动的物体的质量最大，上式分子取最大值，即：cos（β﹣α）=1由μ=tanα=可得：α=30°联立以上各式得：M max=【点睛】该题中按照常规的步骤对物体进行受力分析即可，题目的难点是如何利用三角函数的关系，化简并得出正确的结论．4．如图所示，质量M＝10 kg、上表面光滑、下表面粗糙的足够长木板在F="50" N的水平拉力作用下，以初速度v0＝5 m/s沿水平地面向右做匀速直线运动。
高考物理相互作用题20套(带答案)
高考物理相互作用题20套(带答案)一、高中物理精讲专题测试相互作用1．如图所示，斜面倾角为θ=37°，一质量为m=7kg的木块恰能沿斜面匀速下滑，（sin37°=0.6,cos37°=0.8，g=10m/s2）（1）物体受到的摩擦力大小（2）物体和斜面间的动摩擦因数？（3）若用一水平恒力F作用于木块上，使之沿斜面向上做匀速运动，此恒力F的大小．【答案】（1）42N（2）0.75（3）240N【解析】【分析】【详解】(1)不受推力时匀速下滑，物体受重力，支持力，摩擦力，沿运动方向有：mg sinθ-f=0所以：f=mg sinθ=7×10×sin37°=42N(2)又：f=μmg cosθ解得：μ=tanθ=0.75(3)受推力后仍匀速运动则：沿斜面方向有：F cosθ-mg sinθ-μF N=0垂直斜面方向有：F N-mg cosθ-F sinθ=0解得：F=240N【点睛】本题主要是解决摩擦因数，依据题目的提示，其在不受推力时能匀速运动，由此就可以得到摩擦因数μ=tanθ．2．如图所示，用三根轻绳将质量均为m的A、B两小球以及水平天花板上的固定点O之间两两连接，然后用一水平方向的力F作用于A球上，此时三根轻绳均处于直线状态，且OB绳恰好处于竖直方向，两球均处于静止状态，轻绳OA与AB垂直且长度之比为3:4．试计算：（1）OA 绳拉力及F 的大小？（2）保持力F 大小方向不变，剪断绳OA ，稳定后重新平衡，求此时绳OB 及绳AB 拉力的大小和方向．（绳OB 、AB 拉力的方向用它们与竖直方向夹角的正切值表达） （3）欲使绳OB 重新竖直，需在球B 上施加一个力，求这个力的最小值和方向． 【答案】（1）43mg （2） 1133T mg =，tan θ1= 23；253T mg =，tanθ2= 43 （3）43mg ，水平向左 【解析】 【分析】 【详解】（1）OB 竖直，则AB 拉力为0，小球A 三力平衡，设OB 拉力为T ，与竖直方向夹角为θ,则T=mg/cos θ=53mg ，F=mgtan θ=43mg（2）剪断OA 绳，保持F 不变，最后稳定后，设OB 的拉力为T 1，与竖直方向夹角为θ1，AB 拉力为T 2，与竖直方向夹角为θ2，以球A 、球B 为整体，可得T 1x =F=43mg ；T 1y =2mg ； 解得：T 1213mg ；tan θ1=23；单独研究球A ，T 2x =F=43mg ；T 2y =mg ； 解得：T 2=53mg ，tanθ2=43（3）对球B 施加一个力F B 使OB 重新竖直，当F B 水平向左且等于力F 时是最小值，即F B =F=43mg ，水平向左 【点睛】本题采用整体和隔离法相结合进行分析，关键先对B 球受力分析，得到AB 绳子的拉力为零，然后对A 球受力分析，根据平衡条件并运用平行四边形法则求解未知力．3．将质量0.1m kg =的圆环套在固定的水平直杆上，环的直径略大于杆的截面直径，环与杆的动摩擦因数0.8μ=．对环施加一位于竖直平面内斜向上与杆夹角53θ=o 的恒定拉力F ，使圆环从静止开始运动，第1s 内前进了2.2m （取210/g m s =，sin530.8=o ，cos530.6=o ）．求：（1）圆环加速度a 的大小； （2）拉力F 的大小．【答案】（1）24.4m/s （2）1N 或9N 【解析】（1）小环做匀加速直线运动，由运动学公式可知：21x 2at = 解得：2a 4.4m /s =(2)令Fsin53mg 0︒-=，解得F 1.25N = 当F 1.25N <时，环与杆的上部接触，受力如图：由牛顿第二定律，Fcos θμN F ma -=，Fsin θN F mg += 联立解得：()F m a g cos sin μθμθ+=+代入数据得：F 1N =当F 1.25N >时，环与杆的下部接触，受力如图：由牛顿第二定律，Fcos θμN F ma -=，Fsin θN mg F =+ 联立解得：()F m a g cos sin μθμθ-=-代入数据得：F 9N =4．如图所示，m A =0.5kg ，m B =0.1kg ，两物体与地面间的动摩擦因数均为0.2，当大小为F=5N 水平拉力作用在物体A 上时，求物体A 的加速度。
专项练习(2)相互作用(解析版)
2021届高考物理二轮复习易错题型专项练习（2）相互作用一．选择题1．（2020•浙江模拟）木块甲、乙质量分别为5kg和6kg，它们与水平地面之间的动摩擦因数均为0.2，夹在甲、乙之间的轻弹簧被压缩了2cm，弹簧的劲度系数为400N/m。
系统置于水平地面上静止不动。
现用F ＝1N的水平拉力作用在木块乙上，如图所示。
力F作用后木块所受摩擦力情况是（）A．木块甲所受摩擦力大小是10NB．木块甲所受摩擦力大小是0NC．木块乙所受摩擦力大小是9ND．木块乙所受摩擦力大小是7N【答案】C【解答】根据题意可知甲和水平面之间的最大静摩擦力的大小为：f1＝μm甲g＝0.2×5×9.8N＝9.8N 乙和水平面之间的最大静摩擦力的大小为：f2＝μm乙g＝0.2×6×9.8N＝11.76N根据胡克定律可知，弹簧的力大小为：F1＝kx＝400×2×10﹣2 N＝8N当水平拉力作用于乙物体时，水平外力和弹簧对乙物体的作用力同向，因为F+F1＜f2，所以乙物体静止不动，根据平衡条件可知乙物体受到的静摩擦力为：f乙＝F+F1＝9N对甲物体，因为F1＜f1，所以甲物体也静止不动，甲物体受到静摩擦力大小为：f甲＝F1＝8N，故ABD错误，C正确。
2．（2020•浙江模拟）如图所示为一同学从t＝0时刻起逐渐增加水平推力推动箱子过程中三个时刻（t1、t2、t3）的漫画图。
假设t1时刻同学对箱子的推力为5N，t2时刻推力为10N，t3时刻推力为15N，下列说法正确的是（）A．箱子对地面的压力就是箱子的重力B．t1时刻，箱子所受地面的摩擦力大于5NC．t2时刻，箱子所受合外力与t1时刻相同D．箱子与地面的滑动摩擦力一定为15N【答案】C【解答】A、箱子对桌面的压力属于弹力，不是箱子的重力，两者本质不同，故A错误；B、t1时刻，箱子没有被推动，物体处于平衡状态，即摩擦力等于推力，大小为5N，故B错误；C、t2时刻，箱子推不动，是因为箱子受到地面对它的静摩擦力作用，且静摩擦力和推力是平衡力，静摩擦力的大小等于推力大小，由于推力的增大，则摩擦力也变大，但合力仍为零，与t1时刻相同，故C正确；D、t3时刻，箱子推动了，做加速运动，则箱子与地面间的最大静摩擦力小于15N，那么箱子与地面的滑动摩擦力也一定小于15N，故D错误。
高考物理力学知识点之相互作用专项训练及答案
高考物理力学知识点之相互作用专项训练及答案一、选择题1．互成角度的两个共点力，其中一个力保持恒定，另一个力从零开始逐渐增大，且方向保持不变。
则这两个共点力的合力A ．一定逐渐增大B ．一定逐渐减小C ．可能先增大后减小D ．可能先减小后增大 2．已知相互垂直的两个共点力合力的大小为40 N ，其中一个力的大小为20 N ，则另一个力的大小为（ ）A ．10 NB ．20NC ．203 ND ．60N 3．某小孩在广场游玩时，将一氢气球系在了水平地面上的砖块上，在水平 风力的作用下，处于如图所示的静止状态．若水平风速缓慢增大，不考虑气球体积及空气密度的变化，则下列说法中正确的是A ．细绳受到拉力逐渐减小B ．砖块受到的摩擦力可能为零C ．砖块一定不可能被绳子拉离地面D ．砖块受到的摩擦力一直不变4．如图，两个轻环a 和b 套在位于竖直面内的一段固定圆弧上；一细线穿过两轻环，其两端各系一质量为m 的小球。
在a 和b 之间的细线上悬挂一小物块。
平衡时，a 、b 间的距离恰好等于圆弧的半径。
不计所有摩擦。
小物块的质量为A ．2mB ．32mC ．mD ．2m5．如图所示，小球用细绳系住，绳的另一端固定于O 点，现用水平F 缓慢推动斜面体，小球在斜面上无摩擦地滑动，细绳始终处于直线状态，当小球升到接近斜面顶端时细绳接近水平，此过程中斜面对小球的支持力F N ，以及绳对小球的拉力F T 的变化情况是（ ）A ．F N 保持不变，F T 不断增大B ．F N 不断增大，F T 不断减小C ．F N 保持不变，F T 先增大后减小D ．F N 不断增大，F T 先减小后增大6．如图，在挪威的两座山峰间夹着一块岩石，吸引了大量游客前往观赏。
该景观可简化成如图所示的模型，右壁竖直，左壁稍微倾斜。
设左壁与竖直方向的夹角为θ，由于长期的风化，θ将会减小。
石头与山崖间的摩擦很小，可以忽略不计。
若石头质量一定，θ减小，石头始终保持静止，下列说法正确的是A ．山崖左壁对石头的作用力将增大B ．山崖右壁对石头的作用力不变C ．山崖对石头的作用力减小D ．石头受到的合力将增大7．春节期间有挂灯笼的传统习俗。
2021年高考物理一轮复习专题测试专题02 相互作用(解析版)
2021年高考物理一轮复习专题测试专题02 相互作用一、单项选择题（每题4分，共40分）1．如图所示的实验可以用来研究物体所受到的滑动摩擦力。
当手拉木板从木块下抽出时，弹簧测力计的示数为f，由此可知（）A．木板与桌面间的滑动摩擦力等于fB．木块与木板间的滑动摩擦力等于fC．绳子对木板的拉力等于fD．人手对绳子的拉力等于f解析由于木块静止，所受滑动摩擦力等于弹簧的弹力f，B正确，A错误；绳子对木板的拉力、人手对绳子的拉力都未知，C、D错误。
答案 B2.如图所示的容器内盛有水,器壁AB部分是一个平面且呈倾斜状,有一个小物件P处于图示位置并保持静止状态,则该物体()A.可能受三个力作用B.可能受四个力作用C.一定受三个力作用D.一定受四个力作用答案B物体一定受到重力和浮力,若浮力大小等于重力,则二者可以平衡,物体与AB间没有相互作用,故可能受两个力作用;若浮力大于重力,则物体一定会受AB的弹力,由于弹力垂直于接触面向下,物体只有受到斜向下的摩擦力才能受力平衡,故物体可能受四个力;故只有B 项正确,A、C、D错误。
3.图为节日里悬挂灯笼的一种方式,A、B点等高,O为结点,轻绳AO、BO长度相等,拉力分别为F A、F B,灯笼受到的重力为G。
下列表述正确的是()A.F A一定小于GB.F A与F B大小相等C.F A与F B是一对平衡力D.F A与F B大小之和等于G答案B由题意知,A、B两点等高,且两绳等长,故F A与F B大小相等,B选项正确。
若两绳夹角大于120°,则F A=F B>G;若夹角小于120°,则F A=F B<G;若夹角等于120°,则F A=F B=G,故选项A、D错。
夹角为180°时,F A与F B才能成为一对平衡力,但这一情况不可能实现,故C项错。
4.(2020广东湛江模拟)如图所示,三根粗细均匀完全相同的圆木A、B、C堆放在水平地面上,处于静止状态,每根圆木的质量为m,截面的半径为R,三个截面圆心连线构成的等腰三角形的顶角θ=120°,若在地面上的两根圆木刚好要滑动,设最大静摩擦力等于滑动摩擦力,不考虑圆木之间的摩擦,重力加速度为g,则()A.圆木间的弹力为mgB.下面两根圆木对地面的压力均为mgC.地面上的每根圆木受到地面的作用力为mgD.地面与圆木间的动摩擦因数为答案B对A进行受力分析,如图所示,A处于平衡状态,合力为零,则有F N1sin =F N2sin,F N1 cos+F N2 cos =mg,解得F N1=F N2=mg,故A错误;对整体受力分析,受到重力、地面的支持力、B受到的向右的摩擦力和C受到的向左的摩擦力,由对称性可知,竖直方向有==mg,故B正确;对B进行研究,地面对B的作用力等于地面对B的支持力与地面对B的摩擦力的合力,大于mg,故C错误;对C,根据平衡条件得F f=F N2 sin 60°=mg×=mg,所以地面对C的摩擦力大小为mg,根据F f=μ,可得μ===,故D错误。
高考物理相互作用专项训练及答案含解析
高考物理相互作用专项训练及答案含解析一、高中物理精讲专题测试相互作用1．如图所示，A、B都是重物，A被绕过小滑轮P的细线悬挂，B放在粗糙的水平桌面上，滑轮P被一根斜短线系于天花板上的O点，O′是三根细线的结点，细线bO′水平拉着物体B，cO′沿竖直方向拉着弹簧．弹簧、细线、小滑轮的重力不计，细线与滑轮之间的摩擦力可忽略，整个装置处于静止状态．若重物A的质量为2kg，弹簧的伸长量为5cm，∠cO′a=120°，重力加速度g取10m/s2，求：（1）桌面对物体B的摩擦力为多少？（2）弹簧的劲度系数为多少？（3）悬挂小滑轮的斜线中的拉力F的大小和方向？【答案】（1）103N（2）200N/m（3）203N，方向在O′a与竖直方向夹角的角平分线上.【解析】【分析】（1）对结点O′受力分析，根据共点力平衡求出弹簧的弹力和bO′绳的拉力，通过B平衡求出桌面对B的摩擦力大小．（2）根据胡克定律求弹簧的劲度系数．（3）悬挂小滑轮的斜线中的拉力F与滑轮两侧绳子拉力的合力等大反向．【详解】（1）重物A的质量为2kg，则O′a绳上的拉力为 F O′a=G A=20N对结点O′受力分析，如图所示，根据平行四边形定则得：水平绳上的力为：F ob=F O′a sin60°=103N物体B静止，由平衡条件可得，桌面对物体B的摩擦力 f=F ob=103N（2）弹簧的拉力大小为 F弹=F O′a cos60°=10N．根据胡克定律得 F弹=kx得 k=Fx弹=100.05=200N/m（3）悬挂小滑轮的斜线中的拉力F与滑轮两侧绳子拉力的合力等大反向，则悬挂小滑轮的斜线中的拉力F的大小为：F=2F O′a cos30°=2×20×3 2N=203N方向在O′a与竖直方向夹角的角平分线上2．如图所示,质量均为M的A、B两滑块放在粗糙水平面上,滑块与粗糙水平面间的动摩擦因数为μ，两轻杆等长,且杆长为L,杆与滑块、杆与杆间均用光滑铰链连接,杆与水平面间的夹角为θ，在两杆铰合处悬挂一质量为m的重物C,整个装置处于静止状态。
2023届高考物理一轮基础巩固题：相互作用
2023届高考物理一轮基础巩固题：相互作用含答案一、选择题。
1、如图所示，斜面小车M静止在光滑水平面上，紧贴墙壁．若在斜面上放一物体m，再给m施加一竖直向下的恒力F，M、m均保持静止，则小车受力的个数为()A．3B．4C．5D．62、如图，两个轻环a和b套在位于竖直面内的一段固定圆弧上，一细线穿过两轻环，其两端各系一质量为m的小球。
在a和b之间的细线上悬挂一小物块。
平衡时，a、b间的距离恰好等于圆弧的半径。
不计所有摩擦。
小物块的质量为()A. B. C.m D.2m3、如图所示，质量为m0、倾角为θ的斜面体静止在水平地面上，有一质量为m 的小物块放在斜面上，轻推一下小物块后，它沿斜面向下匀速运动．若对小物块施加沿斜面向下的恒力F，斜面体始终静止．施加恒力F后，下列说法正确的是()A．小物块沿斜面向下运动的加速度大小为F mB．斜面体对地面的压力大小等于(m＋m0)g＋FsinθC．地面对斜面体的摩擦力方向水平向左D．斜面体对小物块的作用力的大小和方向都变化4、如图所示，用平行于斜面体A的轻弹簧将物块P拴接在挡板B上，在物块P 上施加沿斜面向上的推力F，整个系统处于静止状态．下列说法正确的是()A．物块P与斜面之间一定存在摩擦力B．弹簧的弹力一定沿斜面向下C．地面对斜面体A的摩擦力水平向左D．若增大推力，则弹簧弹力一定减小5、下列关于重力的说法正确的是()A．重力的方向不一定竖直向下B．重力是由于物体受到地球的吸引而产生的C．所有物体的重心都在物体上D．只有静止的物体才受到重力6、如图甲所示，水平地面上固定一倾角为30°的表面粗糙的斜劈，一质量为m 的小物块能沿着斜劈的表面匀速下滑．现对小物块施加一水平向右的恒力F，使它沿该斜劈表面匀速上滑，如图乙所示，则F大小应为()A.3mgB.33mg C.34mg D.36mg7、如图所示，F1、F2、F3恰好构成封闭的直角三角形，这三个力的合力最大的是()8、（双选）如图所示为缓慢关门时(图中箭头方向)门锁的示意图，锁舌尖角为37°，此时弹簧弹力为24 N，锁舌表面较光滑，摩擦不计(sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8)，下列说法正确的是()A．此时锁壳碰锁舌的弹力为40 NB．此时锁壳碰锁舌的弹力为30 NC．关门时锁壳碰锁舌的弹力逐渐增大D．关门时锁壳碰锁舌的弹力保持不变9、物块A置于倾角为30°的斜面上，用轻弹簧、细绳跨过定滑轮与物块B相连，弹簧轴线与斜面平行，A、B均处于静止状态，如图所示．A、B重力分别为10 N 和4 N，不计滑轮与细绳间的摩擦，则()A．弹簧对A的拉力大小为6 NB．弹簧对A的拉力大小为10 NC．斜面对A的摩擦力大小为1 ND．斜面对A的摩擦力大小为6 N10、如图所示，质量为m的球放在倾角为α的光滑斜面上，在斜面上有一光滑且不计厚度的木板挡住球，使之处于静止状态．今使挡板与斜面的夹角β缓慢增大，在此过程中，斜面对球的支持力N1和挡板对球的压力N2的变化情况为()A．N1、N2都是先减小后增加B．N1一直减小，N2先增加后减小C．N1先减小后增加，N2一直减小D．N1一直减小，N2先减小后增加11、如图，用橡皮筋将一小球悬挂在小车的架子上，系统处于平衡状态．现使小车从静止开始向左加速，加速度从零开始逐渐增大到某一值，然后保持此值，小球稳定地偏离竖直方向某一角度(橡皮筋在弹性限度内)．与稳定在竖直位置时相比，小球的高度()A．一定升高B．一定降低C．保持不变D．升高或降低由橡皮筋的劲度系数决定*12、如图所示，斜面小车M静止在光滑水平面上，一边紧贴墙壁。
高考物理相互作用题20套(带答案)含解析
高考物理相互作用题20套(带答案)含解析一、高中物理精讲专题测试相互作用1．如图所示,质量的木块A套在水平杆上,并用轻绳将木块与质量的小球B相连.今用跟水平方向成角的力,拉着球带动木块一起向右匀速运动,运动中M、m相对位置保持不变,取.求:(1)运动过程中轻绳与水平方向夹角;(2)木块与水平杆间的动摩擦因数为.(3)当为多大时,使球和木块一起向右匀速运动的拉力最小?【答案】（1）30°（2）μ=（3）α=arctan．【解析】【详解】（1）对小球B进行受力分析，设细绳对N的拉力为T由平衡条件可得：Fcos30°=TcosθFsin30°+Tsinθ=mg代入数据解得：T=10，tanθ=，即：θ=30°（2）对M进行受力分析，由平衡条件有F N=Tsinθ+Mgf=Tcosθf=μF N解得：μ＝（3）对M、N整体进行受力分析，由平衡条件有：F N+Fsinα=（M+m）gf=Fcosα=μF N联立得：Fcosα=μ（M+m）g-μFsinα解得：F＝令：sinβ＝，cosβ=，即：tanβ=则：所以：当α+β=90°时F有最小值．所以：tanα=μ=时F的值最小．即：α=arctan【点睛】本题为平衡条件的应用问题，选择好合适的研究对象受力分析后应用平衡条件求解即可，难点在于研究对象的选择和应用数学方法讨论拉力F的最小值，难度不小，需要细细品味．2．如图，两条间距L =0.5m 且足够长的平行光滑金属直导轨，与水平地面成30α=︒角固定放置，磁感应强度B =0.4T 的匀强磁场方向垂直导轨所在的斜面向上，质量0.1kg ab m =、0.2kg cd m =的金属棒ab 、cd 垂直导轨放在导轨上，两金属棒的总电阻r =0.2Ω，导轨电阻不计．ab 在沿导轨所在斜面向上的外力F 作用下，沿该斜面以2m/s v =的恒定速度向上运动．某时刻释放cd ， cd 向下运动，经过一段时间其速度达到最大．已知重力加速度g =10m/s 2，求在cd 速度最大时，（1）abcd 回路的电流强度I 以及F 的大小； （2）abcd 回路磁通量的变化率以及cd 的速率． 【答案】(1) I =5A ,F =1.5N (2)Δ 1.0Wb/s ΔtΦ=,m 3m/s v = 【解析】 【详解】（1）以cd 为研究对象，当cd 速度达到最大值时，有：sin cd m g BIL α=①代入数据，得： I =5A由于之后两棒均沿斜面方向做匀速运动，可将两棒看作整体，作用在ab 上的外力：()sin ab cd F m m g α=+②（或对ab ：sin ab F m g BIL α=+） 代入数据，得： F =1.5N（2） 设cd 达到最大速度时abcd 回路产生的感应电动势为E ，根据法拉第电磁感应定律，有：ΔΔE tΦ=③ 由闭合电路欧姆定律，有：EI r=④ 联立③④并代入数据，得：ΔΔtΦ=1.0Wb/s 设cd 的最大速度为v m ，cd 达到最大速度后的一小段时间t ∆内， abcd 回路磁通量的变化量：ΔΔ()Δm B S BL v v t Φ=⋅=+⋅⑤ 回路磁通量的变化率：Δ()Δm BL v v tΦ=+⑥v m/s联立⑤⑥并代入数据，得：m3【点睛】本题是电磁感应中的力学问题，综合运用电磁学知识和力平衡知识；分析清楚金属棒的运动过程与运动性质是解题的前提，应用平衡条件、欧姆定律即可解题．3．如下图，水平细杆上套有一质量为M的小环A，用轻绳将质量为m=1.0kg的小球B与A相连，B受到始终与水平成53o角的风力作用，与A一起向右匀速运动，此时轻绳与水平方向的夹角为37o，运动过程中B球始终在水平细杆的正下方，且与A的相对位置不变．已知细杆与环A间的动摩擦因数为，（g=10m/s2，sin37°=0.6，cos37°=0.8）求：（1）B对绳子的拉力大小（2）A环的质量．【答案】（1）6.0N；（2）1.08kg【解析】【详解】（1）对小球B受力分析如图，得：F T=mgsin37°代入数据解得：F T=6.0N（2）环A做匀速直线运动，受力如图，有：F T cos37°-f=0F N=Mg+F T sin37°又：f=μF N代入数据解得：M=1.08kg4．如图所示，质量为M、倾角为α的斜面体（斜面光滑且足够长）放在粗糙的水平地面上，底部与地面的动摩擦因数为μ，斜面顶端与劲度系数为k、自然长度为l的轻质弹簧相连，弹簧的另一端连接着质量为m的物块．压缩弹簧使其长度为3l/4时将物块由静止开始释放，物块在斜面上做简谐运动且物块在以后的运动中，斜面体始终处于静止状态．重力加速度为g．（1）求物块处于平衡位置时弹簧的伸长量；（2）求物块的振幅和弹簧的最大伸长量；（3）使斜面始终处于静止状态，动摩擦因数μ应满足什么条件（假设滑动摩擦力等于最大静摩擦力）？【答案】（1）sinmglkα∆=（2）2sin4l mgkα+（3）2(4sin)cos44cos sinkl mgMg mg klααμαα+≥+-【解析】（1）设物块处于平衡位置时弹簧的伸长量为Δl，则sin0mg k lα-∆=解得sinmglkα∆=（2）物块做简谐运动的振幅为sin44l mg lA lkα=∆+=+由简谐运动的对称性可知，弹簧的最大伸长量为:max2sin4l mgl A lkα∆=+∆=+（3）以物块的平衡位置为原点、沿斜面向下为位移正方向建立坐标系，设某时刻物块位移x为正，斜面受到弹簧沿斜面向下的拉力F、地面的水平向右的摩擦力f，如图所示．由于斜面受力平衡，则有在水平方向上有：1cos sin0F f Nαα--=；在竖直方向上有：21sin cos0N F N Mgαα---=又()F k x l=+∆，1cosN mgα=联立可得cosf kxα=，2sinN Mg mg kxα=++为使斜面始终处于静止状态，结合牛顿第三定律，应满足2f Nμ≤所以2cossinf k xN Mg mg kxαμα≥=++因-A ≤x ≤A ，所以当-A 时，上式右端达到最大值，于是有()24sin cos 44cos sin kl mg Mg mg kl ααμαα+≥+-【另解】 对由斜面、物块、弹簧组成的系统受力分析，受重力（M ＋m ）g 、地面的支持力N 和水平方向的静摩擦力f 作用，如图所示．建立图示直角坐标系，根据牛顿第二定律可知： 在水平方向上有：f =M ×0＋ma cos α； 在竖直方向上有：N －（M ＋m ）g =M ×0＋ma sin α 其中，静摩擦力f ≤f m ＝μN ， 又因弹簧振子有kx=-ma 且－A ≤x ≤A ，联立以上各式，解得：()24sin cos44cos sin kl mg Mg mg kl ααμαα+≥+-.点睛：本题关键是先对滑块受力分析，然后根据牛顿第二定律列式分析；最后对斜面体受力分析，确定动摩擦因数的范围.5．为了研究过山车的原理，某物理小组提出了下列的设想：取一个与水平方向夹角为，长为的倾斜轨道AB ，通过微小圆弧与长为的水平轨道BC 相连，然后在C 处设计一个竖直完整的光滑圆轨道，出口为水平轨道D ，如图所示．现将一个小球从距A 点高为的水平台面上以一定的初速度水平弹出，到A 点时速度方向恰沿AB 方向，并沿倾斜轨道滑下．已知小球与AB 和BC 间的动摩擦因数均为．取．求：（1）小球初速度的大小；（2）小球滑过C点时的速率；（3）要使小球不离开轨道，则竖直圆弧轨道的半径R应该满足什么条件．【答案】（1）；（2）；（3）．【解析】试题分析：（1）小球离开弹簧后做平抛运动到达A点，竖直方向：由可知在A点的速度v A恰好沿AB方向，由几何关系可知：水平方向分速度即小球的初速度:（2）从A经B到C点的过程，由动能定理得：小球滑过C点时的速率:（3）①若小球能通过圆形轨道的最高点，做完整的圆周运动，则其不脱离轨道．小球刚能通过最高点时，小球在最高点与轨道没有相互作用，重力提供向心力．根据牛顿第二定律：小球由C运动到圆形轨道的最高点，机械能守恒：得：，即轨道半径不能超过1．08m．②若小球没有到达圆形轨道的与圆心等高处速度就减小到零，此后又沿轨道滑下，则其也不脱离轨道．此过程机械能守恒，小球由C到达刚与圆心等高处，有：得：，即轨道半径不能小于2．7m．③若圆形轨道半径太大，就会与倾斜轨道相交，故圆形轨道半径最大时恰遇倾斜轨道相切．当圆轨道与AB相切时，由几何关系得：，即圆轨道的半径不能超过1．5m．综上所述，要使小球不离开轨道，R应该满足的条件是：．考点：平抛运动，圆周运动，动能定理，机械能守恒定律．【名师点睛】从抛出点到A点做平抛运动，根据平抛运动的规律可解得落到A点时竖直方向的速度v y，根据竖直方向速度v y与水平方向速度v x的夹角之间的关系，可以解得水平速度v0；要求小物块沿倾斜轨道AB滑动经C点的速率，可利用动能定律列式求解；小球不离开轨道，一种情况是到与圆心等高前返回，另一种情况是完成完整的圆周运动，就要根据在圆周最高点重力提供向心力求解．6．长L质量为M的长方形木板静止在光滑的水平面上，一质量为m的物块，以v0的水平速度从左端滑上木板，最后与木板保持相对静止，μ为物块与木板间的动摩擦因数。
高考物理最新力学知识点之相互作用基础测试题及解析(1)
高考物理最新力学知识点之相互作用基础测试题及解析(1)一、选择题1．如图所示，用一根长为L的细绳一端固定在O点，另一端悬挂质量为m的小球A，为使细绳与竖直方向夹角为30°且绷紧，小球A处于静止，则需对小球施加的最小力等于（）A．B．C．D．2．质量为m的物体，沿倾角为θ，质量为M的斜面匀速下滑，如图所示，若物体与斜面间的动摩擦因数为μ1，斜面与水平地面间的动摩擦因数为μ2，物体下滑过程中，斜面仍静止在地面上，下述正确的是（）A．地面对斜面的支持力小于（m+M）gB．地面对斜面的支持力大于（m+M）gC．斜面不受地面的摩擦力作用D．斜面受到地面的摩擦力的方向一定平行地面向左3．如图所示，一木块放在水平桌面上，受水平方向的推力1F和2F的作用，木块处于匀速直线运动状态，1F＝10N，2F＝2N，若撤去1F的瞬间，则木块受到合力F和摩擦力f的大小、方向是（）A．F＝0；f＝2N，方向向右B．F＝10N，方向向左；f＝8N，方向向左C．F＝10N，方向向左；f＝8N，方向向右D．F＝0，f＝04．2018年3月2日上映的《厉害了我的国》的票房和评分都极高。
影片中展示了我们中国作为现代化强国的方方面面的发展与进步。
如图是影片中几个场景的截图，则下列说法正的是A ．甲图中火箭点火后加速上升阶段，舱内的物体处于失重状态B ．乙图中的光伏电池能把太阳光的光能转化为内能C ．丙图中静止站立在电缆上的工作人员受到的合力垂直于倾斜的电线D ．丁图中某根钢索对桥面的拉力和桥面对该钢索的拉力是一对作用力和反作用力5．已知力F 的一个分力F 1跟F 成30°角，F 1大小未知，如图所示，则另一个分力F 2的最小值为：（ ）A ． 2FB ． 33FC ．FD ．无法判断6．两个物体相互接触，关于接触处的弹力和摩擦力，以下说法正确的是 （ ） A ．一定有弹力，但不一定有摩擦力B ．如果有弹力，则一定有摩擦力C ．如果有摩擦力，则一定有弹力D ．如果有摩擦力，则其大小一定与弹力成正比7．如图所示，细绳MO 与NO 所能承受的最大拉力相同，长度MO ＞NO ，则在不断增加重物G 的重力过程中（绳OC 不会断）（ ）A ．绳ON 先被拉断B ．绳OM 先被拉断C ．绳ON 和绳OM 同时被拉断D ．条件不足，无法判断8．如图所示，小球用细绳系住，绳的另一端固定于O 点，现用水平F 缓慢推动斜面体，小球在斜面上无摩擦地滑动，细绳始终处于直线状态，当小球升到接近斜面顶端时细绳接近水平，此过程中斜面对小球的支持力F N ，以及绳对小球的拉力F T 的变化情况是（ ）A．F N保持不变，F T不断增大B．F N不断增大，F T不断减小C．F N保持不变，F T先增大后减小D．F N不断增大，F T先减小后增大9．如图所示，用三根轻绳将A、B两小球以及水平天花板上的固定点O之间两两连接．然后用一水平方向的力F作用于A球上，此时三根轻绳均处于直线状态，且OB绳恰好处于竖直方向，两球均处于静止状态．已知三根轻绳的长度之比为OA∶AB∶OB＝3∶4∶5，两球质量关系为m A＝2m B＝2m，则下列说法正确的是A．OB绳的拉力大小为2mgB．OA绳的拉力大小为103 mgC．F的大小为43 mgD．AB绳的拉力大小为mg10．如图，物块a、b和c的质量相同，a和b、b和c之间用完全相同的轻弹簧S1和S2相连，通过系在a上的细线悬挂于固定点O；整个系统处于静止状态；现将细绳剪断，将物块a的加速度记为a1，S1和S2相对原长的伸长分别为∆x1和∆x2，重力加速度大小为g，在剪断瞬间（）A．a1=g B．a1=3g C．∆x1=3∆x2D．∆x1=∆x2 11．春节期间有挂灯笼的传统习俗。
高考物理一轮复习单元检测卷：相互作用(带答案)
高中物理一轮复习单元检测卷——相互作用1 2 3 4一、单项选择题（每小题5分，共30分．每小题给出的四个选项中，只有一个选项是正确的）1．如图所示，一只蚂蚁沿着向下弯成弧面的树叶从A经B缓慢爬到C的过程中，下列说法正确的是（）A．树枝对蚂蚁的作用力先增大后减小B．树枝对蚂蚁的作用力先减小后增大C．树枝对蚂蚁的摩擦力先减小后增大D．树枝对蚂蚁的摩擦力先增大后减小2．物体b在力F作用下将物体a压向光滑的竖直墙壁，如图，此时a处于静止状态，下列说法正确的是（）A．F增大时，a受的摩擦力大小不变B．F增大时，a受的摩擦力增大C．F减小时，a仍然会处于静止状态D．a受的摩擦力方向始终竖直向下3．甲图为空中溜索，其原理可以简化为乙图，在倾角为θ索道杆上套一个质量为m的圆环，圆环通过轻绳拉着一个质量为M的物块。
在圆环沿滑杆向下滑动的某一小段过程中悬挂物块的轻绳恰好竖直，则此过程中（）A．物块匀加速下滑B．环与杆间没有摩擦力C．环受到的摩擦力为sinmgθD．物块受到的拉力为Mg4．如图是七孔桥正中央孔，位于中央的楔形石块1，左侧面与竖直方向的夹角为θ，右侧面竖直。
若接触面间的摩擦力忽略不计，则石块1左、右两侧面所受弹力的比值为（）A．1tanθB．sinθC．1cosθD．12cosθ5 65．如图所示，A、B两木块放在粗糙水平面上，它们之间用不可伸长的轻绳相连，两次连接情况中轻绳倾斜方向不同，已知两木块与水平面间的动摩擦因数分别为μA和μB，且0<μA<μB，先后用水平拉力F1和F2拉着A、B一起水平向右匀速运动，则匀速运动过程中（）A．F1<F2 B．F1>F2 C．F1=F2 D．无法确定6．如图所示，四分之一圆柱体P放在水平地面上，球心O的正上方有一个大小可忽略的定滑轮A，一根轻绳跨过定滑轮，一端和置于圆柱体P上质量为m的小球连接，另一端系在固定竖直杆上的B点，一质量为0m的钩码挂在AB间的轻绳上，整个装置处于静止状态，四分之一圆柱体P与水平地面上有摩擦，其它摩擦不计，若在钩码下方再加挂一个钩码，P始终未动，小球没有离开圆柱体P，当系统再次处于静止状态时，则（）A．轻绳的张力增大B．P对小球的弹力减小C．P对地面的压力不变D．P对地面的摩擦力减小二、不定项选择题（每小题5分，共20分．每小题给出的四个选项中，都有多个选项是正确的．全部选对的得5分，选对但不全的得3分，选错或不答的得0分）7 8 9 107．如图所示，在一倾角为α、顶端带有定滑轮的固定斜面上有一质量为M的物体。
高考物理相互作用题20套(带答案)含解析(20211108131714)
高考物理互相作用题 20 套( 带答案 ) 含分析一、高中物理精讲专题测试互相作用1． 一轻弹簧的一端固定在倾角为θ的固定圆滑斜面的底部，另一端和质量为 m 的小物块a 相连，如下图．质量为3m 的小物块 b 紧靠 a 静止在斜面上，此时弹簧的压缩量为5x 0，从 t=0 时开始，对 b 施加沿斜面向上的外力，使 b 一直做匀加快直线运动．经过一段 时间后，物块 a 、b 分别；再经过相同长的时间，b 距其出发点的距离恰巧也为x 0．弹簧的形变一直在弹性限度内，重力加快度大小为 g ．求 ：(1) 弹簧的劲度系数； (2) 物块 b 加快度的大小；(3) 在物块 a 、 b 分别前，外力大小随时间变化的关系式．8mg sin22（ 2） g sin（3） F8 mg sin4mg sin【答案】 （1）5x 052525x 0【分析】 【详解】（1）对整体剖析，依据均衡条件可知，沿斜面方向上重力的分力与弹簧弹力均衡，则有：3kx 0=（ m+m ） gsin θ58mgsin解得： k=5x 0（2）由题意可知， b 经两段相等的时间位移为 x 0；x 1 1 由匀变速直线运动相邻相等时间内位移关系的规律可知：x 04说明当形变量为x 1x 0x 03x 0 时两者分别；4 4对 m 剖析，因分别时 ab 间没有弹力，则依据牛顿第二定律可知：kx 1 -mgsin θ =ma联立解得： a=1gsin5（3）设时间为 t ，则经时间 t 时， ab 行进的位移 x=1 at 2= gsin t 22 10则形变量变成： △x=x 0-x对整体剖析可知，由牛顿第二定律有：F+k △x-（ m+ 3m ） gsin θ=（m+ 3 m ） a5 5解得： F= 84mg2 sin2t 2 mgsin θ+25x025因分别时位移 x= x0由 x=x0 =1at2解得：t5x0 4422gsin故应保证 0≤t＜5x0， F表达式才能建立．2gsin点睛：本题考察牛顿第二定律的基本应用，解题时必定要注意明确整体法与隔绝法的正确应用，同时注意剖析运动过程，明确运动学公式的选择和应用是解题的重点．2．如下图 ,质量的木块A套在水平杆上,并用轻绳将木块与质量的小球 B 相连 .今用跟水平方向成角的力,拉着球带动木块一同向右匀速运动,运动中 M、 m 相对地点保持不变,取.求:(1)运动过程中轻绳与水平方向夹角;(2)木块与水平杆间的动摩擦因数为.(3)当为多大时 ,使球和木块一同向右匀速运动的拉力最小?【答案】（1） 30°（ 2）μ=（ 3）α=arctan．【分析】【详解】（1）对小球 B 进行受力剖析，设细绳对N 的拉力为 T 由均衡条件可得：Fcos30 ° =Tcos θFsin30 ° +Tsin θ =mg代入数据解得：T=10，tanθ= ，即：θ=30°（2）对 M 进行受力剖析，由均衡条件有F N=Tsin θ +Mgf=Tcos θf= μF N解得：μ＝（3）对 M、 N 整体进行受力剖析，由均衡条件有：F N+Fsin α=（M+m ） gf=Fcos α =NμF联立得： Fcosα=μ（ M+m ） g-μFsin α解得： F＝令： sin β＝，cosβ=，即：tanβ=则：所以：当α+β=90时°F有最小值．所以：tan α=μ=时 F 的值最小．即：α=arctan【点睛】本题为均衡条件的应用问题，选择好适合的研究对象受力剖析后应用均衡条件求解即可，难点在于研究对象的选择和应用数学方法议论拉力 F 的最小值，难度不小，需要细细品尝．3．质量 m＝ 5kg 的物体在 20N 的水平拉力作用下，恰能在水平川面上做匀速直线运动．若改用与水平方向成θ＝ 37°角的力推物体，仍要使物体在水平川面上匀速滑动，所需推力应为多大？（ g＝ 10N/kg， sin37 °＝ 0.6，cos37°＝ 0.8）【答案】 35.7N ；【分析】解：用水平力拉时，物体受重力、支持力、拉力和滑动摩擦力，依据均衡条件，有：f mgf20解得：0.4mg 50改用水平力推物体时，对物块受力剖析，并建正交坐标系如图：由 F X0 得： Fcos f①由 F Y0得： N mg Fsin②此中：fN③解以上各式得：F35.7N【点睛】本题重点是两次对物体受力剖析，而后依据共点力均衡条件列方程求解，注意摩擦力是不一样的，不变的是动摩擦因数．4．如下图：一根圆滑的丝带两头分别系住物块A、C，丝带绕过两定滑轮，在两滑轮之间的丝带上搁置了球B,D经过细绳越过定滑轮水平寄引C物体。
2024年高考真题和模拟题物理分类汇编专题02 相互作用(解析版)
专题02相互作用1.(2024年辽宁卷考题)3.利用砚台将墨条研磨成墨汁时讲究“圆、缓、匀”，如图，在研磨过程中，砚台始终静止在水平桌面上。
当墨条的速度方向水平向左时，（）A.砚台对墨条的摩擦力方向水平向左B.桌面对砚台的摩擦力方向水平向左C.桌面和墨条对砚台的摩擦力是一对平衡力D.桌面对砚台的支持力与墨条对砚台的压力是一对平衡力【答案】C【解析】A．当墨条速度方向水平向左时，墨条相对于砚台向左运动，故砚台对墨条的摩擦力方向水平向右，故A错误；B．根据牛顿第三定律，墨条对砚台的摩擦力方向水平向左，由于砚台处于静止状态，故桌面对砚台的摩擦力方向水平向右，故B错误；C．由于砚台处于静止状态，水平方向桌面和墨条对砚台的摩擦力是一对平衡力，故C正确；D．桌面对砚台的支持力大小等于砚台的重力加上墨条对其的压力，故桌面对砚台的支持力大于墨条对砚台的压力，故D错误。
故选C。
2.(2024年湖北考题)6.如图所示，两拖船P、Q拉着无动力货船S一起在静水中沿图中虚线方向匀速前进，两根水平缆绳与虚线的夹角均保持为30°。
假设水对三艘船在水平方向的作用力大小均为f，方向与船的运动方向相反，则每艘拖船发动机提供的动力大小为（）A.3fB.3fC.2fD.3f【答案】B【解析】根据题意对S 受力分析如图正交分解可知2cos30T f = ，所以有3T f =对P 受力分析如图则有()()222sin 30cos30T f T F ++= ，解得3F =故选B 。
3.(2024河北卷考题) 5.如图，弹簧测力计下端挂有一质量为0.20kg 的光滑均匀球体，球体静止于带有固定挡板的斜面上，斜面倾角为30︒，挡板与斜面夹角为60︒．若弹簧测力计位于竖直方向，读数为1.0N,g 取210m/s ,挡板对球体支持力的大小为（）A.3N 3B.1.0NC.23N 3D.2.0N【答案】A 【解析】对小球受力分析如图所示由几何关系易得力F 与力N F 与竖直方向的夹角均为30︒，因此由正交分解方程可得sin 30sin 30N F F ︒=︒，cos30cos30N F F T mg ︒+︒+=解得3N F F ==故选A 。
高考物理相互作用试题经典
高考物理相互作用试题经典一、高中物理精讲专题测试相互作用1．一轻弹簧的一端固定在倾角为θ的固定光滑斜面的底部，另一端和质量为m 的小物块a相连，如图所示．质量为35m 的小物块b 紧靠a 静止在斜面上，此时弹簧的压缩量为x 0，从t=0时开始，对b 施加沿斜面向上的外力，使b 始终做匀加速直线运动．经过一段时间后，物块a 、b 分离；再经过同样长的时间，b 距其出发点的距离恰好也为x 0．弹簧的形变始终在弹性限度内，重力加速度大小为g ．求：(1)弹簧的劲度系数； (2)物块b 加速度的大小；(3)在物块a 、b 分离前，外力大小随时间变化的关系式．【答案】（1）08sin 5mg x θ （2）sin 5g θ（3）22084sin sin 2525mg F mg x θθ=+【解析】 【详解】（1）对整体分析，根据平衡条件可知，沿斜面方向上重力的分力与弹簧弹力平衡，则有：kx 0=（m+35m ）gsinθ 解得：k=8 5mgsin x θ（2）由题意可知，b 经两段相等的时间位移为x 0；由匀变速直线运动相邻相等时间内位移关系的规律可知：1014x x = 说明当形变量为0010344x x x x =-=时二者分离； 对m 分析，因分离时ab 间没有弹力，则根据牛顿第二定律可知：kx 1-mgsinθ=ma 联立解得：a=15gsin θ（3）设时间为t ，则经时间t 时，ab 前进的位移x=12at 2=210gsin t θ则形变量变为：△x=x 0-x对整体分析可知，由牛顿第二定律有：F+k △x-（m+35m ）gsinθ=（m+35m ）a解得：F=825mgsinθ+220425mg sin x θt 2 因分离时位移x=04x 由x=04x =12at 2解得：052x t gsin θ=故应保证0≤t ＜52x gsin θ，F 表达式才能成立．点睛：本题考查牛顿第二定律的基本应用，解题时一定要注意明确整体法与隔离法的正确应用，同时注意分析运动过程，明确运动学公式的选择和应用是解题的关键．2．如图所示：一根光滑的丝带两端分别系住物块A、C ，丝带绕过两定滑轮，在两滑轮之间的丝带上放置了球B,D 通过细绳跨过定滑轮水平寄引C 物体。
高考物理力学知识点之相互作用难题汇编含答案解析(1)
高考物理力学知识点之相互作用难题汇编含答案解析(1)一、选择题1．如图，一小球放置在木板与竖直墙面之间．设墙面对球的压力大小为N 1，球对木板的压力大小为N 2.以木板与墙连接点所形成的水平直线为轴，将木板从图示位置开始缓慢地转到水平位置．不计摩擦，在此过程中A ．N 1始终减小，N 2始终增大B ．N 1始终减小，N 2始终减小C ．N 1先增大后减小，N 2始终减小D ．N 1先增大后减小，N 2先减小后增大2．如图所示为小朋友喜欢的磁性黑板，下面有一个托盘，让黑板撑开一个安全角度（黑板平面与水平面的夹角为θ），不易倾倒，小朋友不但可以在上面用专用画笔涂鸦，磁性黑板擦也可以直接吸在上面．图中就有小朋友把一块质量m 为黑板擦吸在上面保持静止，黑板与黑板擦之间的动摩擦因数μ，则下列说法正确的是（ ）A ．黑板擦对黑板的压力大小为mgcosθB ．黑板斜面对黑板的摩擦力大小为μmgcosθC ．黑板对黑板擦的摩擦力大于mgsinθD ．黑板对黑板擦的作用力大小为mg3．如图，两个轻环a 和b 套在位于竖直面内的一段固定圆弧上；一细线穿过两轻环，其两端各系一质量为m 的小球。
在a 和b 之间的细线上悬挂一小物块。
平衡时，a 、b 间的距离恰好等于圆弧的半径。
不计所有摩擦。
小物块的质量为A ．2mB ．32mC ．mD ．2m4．如图，在挪威的两座山峰间夹着一块岩石，吸引了大量游客前往观赏。
该景观可简化成如图所示的模型，右壁竖直，左壁稍微倾斜。
设左壁与竖直方向的夹角为θ，由于长期的风化，θ将会减小。
石头与山崖间的摩擦很小，可以忽略不计。
若石头质量一定，θ减小，石头始终保持静止，下列说法正确的是A．山崖左壁对石头的作用力将增大B．山崖右壁对石头的作用力不变C．山崖对石头的作用力减小D．石头受到的合力将增大5．磁力棒是可拆卸类拼搭玩具。
如图所示为一磁力棒吸着一颗钢球，下列说法正确的是（）A．磁力棒对刚球弹力是由于钢球发生形变产生的B．钢球受到磁力棒的磁力等于钢球的重力C．钢球受到磁力棒的作用力方向竖直向上D．钢球和磁力棒整体一起白由下落，则磁力棒对钢球弹力等于零6．木块沿粗糙斜面(斜面相对地面静止)运动，下列对木块的受力分析正确的是（G是重力，N是支持力，f是摩擦力）A． B． C． D．7．如图所示，某球用一根轻绳悬在空中，球的重量为G，轻绳对球的拉力大小为F1，墙壁对球的支持力大小为F2，则（）A．若增加悬绳的长度，则F1、F2都增大B．若增加悬绳的长度，则F1、F2都减小C．若增大球的半径，则F1增大、F2减小D．若增大球的半径，则F1减小、F2增大8．灯笼，又称彩灯，是一种古老的中国传统工艺品．每年的农历正月十五元宵节前后，人们都挂起红灯笼，来营造一种喜庆的氛围．如图是某节日挂出的一只灯笼，轻绳a、b将灯笼悬挂于O点绳a与水平方向的夹角为，绳b水平．灯笼保持静止，所受重力为G，绳a、b对O点拉力分別为F1、F2，下列说法正确的是（）A．B．C．F1和F2的合力与灯笼对地球的引力是一对平衡力D．灯笼只有重心位置处受重力作用，其他位置不受重力9．用斧头劈木柴的情景如图甲所示。
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高考物理相互作用专题训练答案含解析(1)一、高中物理精讲专题测试相互作用1．如图所示，一质量为m 的金属球，固定在一轻质细绳下端，能绕悬挂点O 在竖直平面内转动．整个装置能自动随着风的转向而转动，使风总沿水平方向吹向小球．无风时细绳自然下垂，有风时细绳将偏离竖直方向一定角度，求：（1）当细绳偏离竖直方向的角度为θ，且小球静止时，风力F 及细绳对小球拉力T 的大小．（设重力加速度为g ）（2）若风向不变，随着风力的增大θ将增大，判断θ能否增大到90°且小球处于静止状态，说明理由．【答案】（1）cos mgT θ=，F=mgtanθ （2）不可能达到90°且小球处于静止状态 【解析】 【分析】 【详解】（1）对小球受力分析如图所示（正交分解也可以）应用三角函数关系可得：F=mgtanθ（2）假设θ=90°，对小球受力分析后发现合力不能为零，小球也就无法处于静止状态，故θ角不可能达到90°且小球处于静止状态．2．(10分)如图所示，倾角θ=30°、宽L=1m 的足够长的U 形光滑金属导轨固定在磁感应强度大小B=IT 、范围足够大的匀强磁场中，磁场方向垂直导轨平面向上。
一根质量m=0.2kg ，电阻R=l Ω的金属棒ab 垂直于导轨放置。
现用一平行于导轨向上的牵引力F 作用在棒上，使棒由静止开始沿导轨向上运动，运动中ab 棒始终与导轨接触良好，导轨 电阻不计，重力加速度g 取l0m/s 2。
求：(1)若牵引力的功率P 恒为56W ，则ab 棒运动的最终速度为多大?(2)当ab 棒沿导轨向上运动到某一速度时撤去牵引力，从撤去牵引力到ab 棒的速度为零，通过ab 棒的电量q=0.5C ，则撤去牵引力后ab 棒向上滑动的距离多大? 【答案】（1）7 m/s ；（2）0.5m 【解析】试题分析：（1）当以恒定功率牵引ab 棒达到最大速度时：P=Fv ，E=BLv ，I=E/R ，F 安=BIL()0sin =+-安F mg F θ解得：v=7 m/s(2)设撤去F 后ab 棒沿导轨向上运动到速度为零时滑动的距离为x ，通过ab 的电荷量，t BLx t E ∆=∆∆Φ=，RBLxt I q =∆⋅= 联立解得：m BLqRx 5.0==考点：本题考查电磁感应3．(14分)如图所示，木板与水平地面间的夹角θ可以随意改变，当θ=30°时，可视为质点的一小木块恰好能沿着木板匀速下滑。
若让该小木块从木板的底端以大小恒定的初速率v 0=10m/s 的速度沿木板向上运动，随着θ的改变，小物块沿木板滑行的距离x 将发生变化，重力加速度g=10m/s 2。
(结果可用根号表示)（1）求小物块与木板间的动摩擦因数；（2）当θ角满足什么条件时，小物块沿木板滑行的距离最小，并求出此最小值。
【答案】（1） （2）θ＝60°；m【解析】 试题分析：（1）当时，对木块受力分析：…（2分） ……（2分）则动摩擦因素：…（2分）（2）当变化时，木块的加速度a 为：…（2分）木块的位移S 为：…（2分）则令，则当时s 最小，即…（2分）S 最小值为考点：考查了牛顿第二定律的应用点评：做本题的关键是对物体受力分析，找出临界状态，较难4．如图所示，质量为M 、倾角为α的斜面体（斜面光滑且足够长）放在粗糙的水平地面上，底部与地面的动摩擦因数为μ，斜面顶端与劲度系数为k 、自然长度为l 的轻质弹簧相连，弹簧的另一端连接着质量为m 的物块．压缩弹簧使其长度为3l /4时将物块由静止开始释放，物块在斜面上做简谐运动且物块在以后的运动中，斜面体始终处于静止状态．重力加速度为g ．（1）求物块处于平衡位置时弹簧的伸长量； （2）求物块的振幅和弹簧的最大伸长量；（3）使斜面始终处于静止状态，动摩擦因数μ应满足什么条件（假设滑动摩擦力等于最大静摩擦力）？ 【答案】（1）sin mg l k α∆=（2）2sin 4l mg kα+（3）2(4sin )cos 44cos sin kl mg Mg mg kl ααμαα+≥+-【解析】（1）设物块处于平衡位置时弹簧的伸长量为Δl ，则sin 0mg k l α-∆=解得sinmg l kα∆= （2）物块做简谐运动的振幅为sin 44l mg l A l k α=∆+=+由简谐运动的对称性可知，弹簧的最大伸长量为: max2sin 4l mg lA l kα∆=+∆=+ （3）以物块的平衡位置为原点、沿斜面向下为位移正方向建立坐标系，设某时刻物块位移x 为正，斜面受到弹簧沿斜面向下的拉力F 、地面的水平向右的摩擦力f ，如图所示．由于斜面受力平衡，则有在水平方向上有：1cos sin 0F f N αα--= ； 在竖直方向上有：21sin cos 0N F N Mg αα---= 又()F k x l =+∆ ，1cos N mg α=联立可得cos f kx α= ， 2sin N Mg mg kx α=++为使斜面始终处于静止状态，结合牛顿第三定律，应满足2f N μ≤ 所以 2cos sin f k x N Mg mg kx αμα≥=++因-A ≤x ≤A ，所以当-A 时，上式右端达到最大值，于是有()24sin cos 44cos sin kl mg Mg mg kl ααμαα+≥+-【另解】 对由斜面、物块、弹簧组成的系统受力分析，受重力（M ＋m ）g 、地面的支持力N 和水平方向的静摩擦力f 作用，如图所示．建立图示直角坐标系，根据牛顿第二定律可知： 在水平方向上有：f =M ×0＋ma cos α； 在竖直方向上有：N －（M ＋m ）g =M ×0＋ma sin α 其中，静摩擦力f ≤f m ＝μN ， 又因弹簧振子有kx=-ma 且－A ≤x ≤A ，联立以上各式，解得：()24sin cos44cos sin kl mg Mg mg kl ααμαα+≥+-.点睛：本题关键是先对滑块受力分析，然后根据牛顿第二定律列式分析；最后对斜面体受力分析，确定动摩擦因数的范围.5．某同学设计了一个测量物体质量的电子装置，其结构如图甲、乙所示。
E形磁铁的两侧为S极，中心为N极，可认为只有磁极间存在着磁感应强度大小均为B的匀强磁场。
一边长为L横截面为正方形的线圈套于中心磁极，线圈、骨架与托盘连为一体，总质量为m0，托盘下方连接一个轻弹簧，弹簧下端固定在磁极上，支撑起上面的整个装置，线圈、骨架与磁极不接触。
线圈的两个头与外电路连接（图上未标出）。
当被测量的重物放在托盘上时，弹簧继续被压缩，托盘和线圈一起向下运动，之后接通外电路对线圈供电，托盘和线圈恢复到未放重物时的位置并静止，此时由对应的供电电流可确定重物的质量。
已知弹簧劲度系数为k，线圈匝数为n，重力加速度为g。
（1）当线圈与外电路断开时a．以不放重物时托盘的位置为位移起点，竖直向下为位移的正方向。
试在图丙中画出，托盘轻轻放上质量为m的重物后，托盘向下运动过程中弹簧弹力F的大小与托盘位移x的关系图象；b．根据上面得到的F-x图象，求从托盘放上质量为m的重物开始到托盘达到最大速度的过程中，弹簧弹力所做的功W；（2）当线圈与外电路接通时a．通过外电路给线圈供电，托盘和线圈恢复到未放重物时的位置并静止。
若线圈能够承受的最大电流为I，求该装置能够测量的最大质量M；b．在线圈能承受的最大电流一定的情况下，要增大质量的测量范围，可以采取哪些措施？（至少答出2种）【答案】（1）a．弹力大小为m0g；图像如图所示；b．（2）a．；b．可以增加线圈的匝数、增大线圈的边长、增大磁感应强度。
【解析】（1）未放重物时，弹簧已经被压缩，弹力大小为m0g。
弹簧弹力F的大小与托盘位移x的关系图象如图所示。
未放重物时kx0 = m0 g当托盘速度达到最大时k ( x0 + x ) = ( m0 + m )g解得图中阴影部分面积即为从托盘放上质量为m的重物开始到托盘达到最大速度的过程中，弹力所做的功的大小，弹力做负功有（2）给线圈供电后，托盘回到原来的位置，线圈、骨架、托盘与重物处于平衡状态有 2nBIL + kx0 = (m0 + M ) g解得（3）可以增加线圈的匝数、增大线圈的边长、增大磁感应强度。
点睛：本题考查电子秤的原理，关键是明确骨架、脱皮、弹簧、线圈和重物整体的受力情况，根据平衡条件列式分析，注意结合图象法求解变力做功。
6．如图所示，物体，物体，A与B．B与地面的动摩擦因数相同，物体B用细绳系住，现在用水平力F拉物体A，求这个水平力F至少要多大才能将A匀速拉出？【答案】【解析】试题分析：物体B对A压力，AB间的滑动摩擦力，地面对A的支持力，因此A受地面的摩擦力：，以A物体为研究对象，其受力情况如图所示：由平衡条件得：。
考点：共点力作用下物体平衡【名师点睛】本题考查应用平衡条件处理问题的能力，要注意A对地面的压力并不等于A 的重力，而等于A.B的总重力。
7．将一轻质橡皮筋（劲度系数k=100N/m）上端固定在天花板上，如下图（甲）所示．（1）在其下端A处用细线悬挂重为10N的木块，静止后如图（乙）所示，则橡皮筋的伸长量x1=？（2）再用一细线拴在图（乙）中的A处，然后用一水平的力F向右拉动，使橡皮筋与竖直方向成37°角，并保持静止，如图（丙）所示．求所加外力F的值和此时橡皮筋的伸长量x2．（已知sin37°=0.6 cos37°=0.8）【答案】（1）橡皮筋的伸长量为0.1m；（2）所加外力F的值为12.5N；此时橡皮筋的伸长量x2为0.125m【解析】试题分析：（1）由胡克定律可求得伸长量；（2）对A点受力分析，由共点力平衡条件可求得力F及橡皮筋受到的力，再由胡克定律可求得伸长量．解：（1）由胡克定律可得：x1=①将数据代入①式解得：x1=0.1m ②（2）对丙图中橡皮筋末端A点进行受力分析，可得：F=Gtan37° ③F′=④将数据代入③④式解得：F=7.5N ⑤F′=12.5N ⑥由胡克定律可得：x2=⑦将数据代入⑦式解得：x2=0.125m答：（1）橡皮筋的伸长量为0.1m；（2）所加外力F的值为12.5N；此时橡皮筋的伸长量x2为0.125m【点评】本题考查共点力的平衡条件及胡克定律，要注意明确研究对象为结点A．8．质量为5kg的物体静止在粗糙水平面上，在0~4s内施加一水平恒力F，使物体从静止开始运动，在4~12s内去掉了该恒力F，物体因受摩擦力作用而减速至停止，其速度时间图象（）如图所示．求：（1）在0~12s内物体的位移；（2）物体所受的摩擦力大小；（3）此水平恒力F的大小．【答案】（1）96m（2）10N（3）30N【解析】试题分析：（1）根据速度图象与坐标轴围成的面积表示位移得x＝×12×16＝96m（2）4s～12s内，加速度根据牛顿第二定律，有f＝ma2＝5×2＝10N（3）0～4s内，加速度根据牛顿第二定律，有F−f＝ma1代入数据：F-10=5×4解得：F=30N考点：牛顿第二定律的应用；v-t图线9．如图所示小孩和雪橇的总质量，大人用与水平方向成角斜向上拉力F 拉雪橇，使雪橇沿水平地面以速度做匀速直线运动。